WERBUNG

Bionic Eye: Sehversprechen für Patienten mit Netzhaut- und Sehnervenschäden

INGENIEURWISSENSCHAFTENBionic Eye: Sehversprechen für Patienten mit Netzhaut- und Sehnervenschäden

Studien haben gezeigt, dass das „bionische Auge“ vielen Patienten mit teilweiser oder vollständiger Erblindung hilft, das Sehvermögen wiederherzustellen

Die Struktur des menschlichen Auges ist ziemlich komplex und wie wir sehen können, ist ein komplizierter sequentieller Prozess, der in weniger als einer Millisekunde stattfindet. Jedes Licht durchdringt zuerst eine Schutzschicht des Auges, die Hornhaut genannt wird, und gelangt dann in die Linse. Diese verstellbare Linse in unserem Auge beugt dann das Licht und fokussiert es in die Retina – die Gewebemembran, die den Augenhintergrund bedeckt. Millionen von Rezeptoren in der Netzhaut enthalten Pigmentmoleküle, die ihre Form ändern, wenn sie von Licht getroffen werden und elektrische Nachrichten auslösen, die über das Gehirn zu unserem Gehirn gelangen optisch Nerv. So nehmen wir wahr, was wir sehen. Wenn eines dieser Gewebe – Hornhaut und Netzhaut – oder der Sehnerv nicht richtig funktionieren kann, wird unser Sehvermögen beeinträchtigt. Sehstörungen können zwar durch Augenoperationen und durch das Tragen von Brillen mit Korrekturlinsen korrigiert werden, viele Erkrankungen führen jedoch zu Blindheit, die manchmal unheilbar ist.

Erfindung des „Bionischen Auges“

Laut Weltgesundheitsorganisation leiden weltweit schätzungsweise 1.5 Millionen Menschen an einer unheilbaren Krankheit namens Retinitis pigmentosa (RP). Es betrifft etwa 1 von 4,000 Menschen weltweit und führt zu einem allmählichen Verlust des Sehvermögens, wenn lichtempfindliche Zellen, die als Photorezeptoren bezeichnet werden, in der Netzhaut zusammenbrechen, was schließlich zur Erblindung führt. Die implantierbare Sehprothetik namens „bionisches Auge” [offiziell Argus® II Retinal Prosthesis System (“Argus II”)] erfunden von Professor Mark Humayun von der University of Southern California, stellt das funktionelle Sehvermögen von Menschen mit vollständiger oder teilweiser Blindheit wieder her.1,2 wegen vererbt Netzhaut degenerative Krankheit. Das Argus II nimmt Bilder auf einer kleinen Videokamera auf, die an einem Brillenglas befestigt ist, wandelt diese Bilder in elektrische Impulse um und überträgt diese Impulse dann drahtlos an Elektroden, die auf der Netzhautoberfläche implantiert sind. Somit umgeht es abgestorbene Netzhautzellen und stimuliert lebensfähige Netzhaut Zellen bei blinden Patienten, was zur Wahrnehmung von Lichtmustern im Gehirn führt. Der Patient lernt dann, diese visuellen Muster zu interpretieren, wodurch er ein nützliches Sehvermögen wiedererlangt. Das System wird von einer Software gesteuert, die für eine bessere Leistung aktualisiert werden kann, während die Forscher weiterhin neue Algorithmen entwickeln.

Erfolg mit menschlichen Teilnehmern

In Fortsetzung ihrer Erkenntnisse haben Hersteller und Vermarkter von „bionisches Auge„Second Sight Medical Products, Inc. („Second Sight“)3 hat gezeigt, dass die Ergebnisse der klinischen 30-Jahres-Studie mit dem Netzhautimplantat die langfristige Wirksamkeit, Sicherheit und Zuverlässigkeit dieses Geräts bei der Verbesserung der Sehfunktion und der Lebensqualität von Menschen, die durch Retinitis pigmentosa erblindet sind, bewiesen haben. Ihre Studie unter der Leitung von Professor Lyndon da Cruz vom Moorfields Eye Hospital NHS Foundation Trust bewertete 10 Probanden in der klinischen Studie, denen Argus II in XNUMX Zentren in den USA und Europa implantiert wurde. Alle Patienten waren blind (dh mit bloßer Lichtwahrnehmung oder schlimmer) aufgrund von RP oder ähnlichen Störungen. Die Ergebnisse zeigten die allgemeine Sicherheit von Argus II durch eine verbesserte Sehfunktion bei Patienten und diese Verbesserungen wurden über einen Zeitraum von fünf Jahren aufrechterhalten. Die Patienten berichteten, dass sie nach der Anwendung von Argus II eine erneuerte Verbindung zur Außenwelt und zu ihren Familien und Freunden hatten und eine insgesamt lebensverändernde positive Veränderung ihres Wohlbefindens verspürten. Dies ist eine äußerst bemerkenswerte Studie und bietet vielversprechende Neuigkeiten für Patienten, die durch Retinitis pigmentosa erblindet sind.

Soziale Aspekte des Wunderauges

Der Argus II ist der erste und einzige Netzhaut Implantats durch entsprechende Studien Sicherheit, Langzeitzuverlässigkeit und Nutzen nachgewiesen und somit Zulassungen in den USA und Europa erhalten. Seit Ende 2016 wurden über 200 Patienten wegen ihrer Erblindung mit Argus II behandelt. Die berechneten Kosten für Argus II betragen ca. 16,000 USD für eine Dauer von 25 Jahren, wenn der Patient zum ersten Mal mit RP diagnostiziert wird. In einem öffentlich finanzierten Gesundheitssystem (in vielen Industrieländern) könnte es für Patienten leicht zugänglich sein. Die Kosten könnten auch im Rahmen einer Krankenversicherung gerechtfertigt sein, insbesondere wenn die Erkrankung schleichend eintritt. Die hohen Kosten können im Vergleich zum langfristigen „Pflege“-Bedarf für solche Patienten nicht abschreckend wirken. Wenn wir jedoch an den Zugang zu dieser Technologie in Ländern mit niedrigem und mittlerem Einkommen denken, erscheinen die Möglichkeiten aufgrund der hohen Kosten, die mit einer Barauszahlung verbunden sind, sehr gering.

Zukunft des bionischen Auges: die Gehirnverbindung

Nach erfolgreichen Tests am Menschen umfasst Second Sight nun eine Machbarkeitsstudie des Argus II sowie Hardware- und Software-Upgrades für bestehende und zukünftige Argus II-Patienten. Sie konzentrieren sich auf die Entwicklung einer fortschrittlichen Sehprothese, der Orion™ I Visual Cortical Prosthesis4, richtet sich an Patienten mit fast allen anderen Formen der Blindheit auf einem oder beiden Augen. Dies ist eine leicht modifizierte Version von Argus II bionisches Auge, und beinhaltet eine Brille mit einer Kamera und einem externen Prozessor, die jedoch 99 Prozent der Argus II-Technologie verwendet. Im Vergleich zum Argus II ist Orion I ein Neurostimulationssystem, das das Auge umgeht und stattdessen eine Reihe von Elektroden auf der Oberfläche des visuellen Kortex (Teil des Gehirns, der visuelle Informationen verarbeitet) platziert wird. Somit wird die Abgabe elektrischer Impulse in diesem Bereich dem Gehirn möglicherweise mitteilen, Lichtmuster wahrzunehmen. Dieses drahtlose Gerät wurde kürzlich in den visuellen Kortex einer 30-jährigen Patientin implantiert und mehrere Tests zeigten, dass sie Lichtflecken ohne größere Nebenwirkungen wahrnehmen konnte.

Orion I ist derzeit (Ende 2017) für klinische Studien zugelassen und hat von der FDA in den USA eine bedingte Zulassung für Tests an nur fünf menschlichen Probanden an zwei Standorten erhalten4. Second Sight führt derzeit weitere Tests des Geräts durch und beantwortet bestimmte Fragen, bevor der eigentliche Test gestartet wird. Ein großer Nachteil von Orion I ist, dass es eine invasivere Operation erfordert als Argus II, da ein kleiner Abschnitt des menschlichen Schädels entfernt werden muss, um den Bereich des Gehirns freizulegen, in dem die Elektroden angeordnet werden. Solche elektrischen Gehirnimplantate bergen das Risiko einer Infektion oder eines Gehirnanfalls und das Unternehmen plant nur, Tests auf human völlig blinde Personen.

Durch die Umgehung des Auges könnte Orion I ein Segen für andere Arten von Blindheit sein, die durch Schäden verursacht werden optisch Nerven aus mehreren Gründen, einschließlich Glaukom, Krebs, Diabetes, Verletzung oder Trauma. Die von Orion I vorgeschlagene Technologie wird im Wesentlichen das Auge und die optisch vollständig nerven und heilen Blindheit. Dieses Gerät, das jetzt auf dem schnellsten Weg für Studien und Zulassungen ist, wird als bahnbrechend für Menschen angesehen, für die keine Heilung oder Behandlung verfügbar ist Blindheit – fast sechs Millionen Menschen weltweit, die blind sind, aber kein geeigneter Kandidat für Argus II sind.

Second Sight schätzt, dass weltweit etwa 400,000 Patienten mit Retinitis pigmentosa für sein aktuelles Gerät Argus II in Frage kommen. Obwohl etwa 6 Millionen Menschen aus anderen Gründen blind sind, wie zum Beispiel Krebs, Diabetes, Glaukom oder Trauma könnten hypothetisch stattdessen den Orion I verwenden. Außerdem bietet Orion I im Vergleich zu Argus II möglicherweise eine bessere Sicht. Dies sind erste Schritte, um ein solches Gehirnimplantat zu verstehen, da es im Vergleich zu einem medizinisch anspruchsvollen Implantat eine Herausforderung darstellt Netzhaut Implantat, weil der visuelle Kortex des Gehirns viel komplizierter ist als das Auge. Dieses Gerät erfordert einen invasiveren chirurgischen Eingriff durch das Gehirn, wodurch die Patienten anfälliger für Infektionen oder Krampfanfälle werden. Wegen all dieser Aspekte wird Orion I möglicherweise auch mehr Genehmigungen von den Aufsichtsbehörden benötigen.

***

{Sie können das ursprüngliche Forschungspapier lesen, indem Sie auf den unten angegebenen DOI-Link in der Liste der zitierten Quellen klicken}

Quelle (n)

1. Allen C. et al. 2015. Langzeitergebnisse einer epiretinalen Prothese zur Wiederherstellung des Sehvermögens von Blinden“. Augenheilkunde. 122(8). https://doi.org/10.1016/j.ophtha.2015.04.032

2. da Cruz L et al. 2016. Studiengruppe Argus II. Fünfjährige Sicherheits- und Leistungsergebnisse aus der klinischen Studie des Argus II Netzhautprothesensystems. Augenheilkunde. 123(10). https://doi.org/10.1016/j.ophtha.2016.06.049

3. Second Sight Medical Products, Inc.: www.secondsight.com [Zugriff am 5. Februar 2018].

4. US-amerikanische Nationalbibliothek für Medizin. 2017. Frühe Machbarkeitsstudie des Orion Visual Cortical Prothesensystems. https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT03344848 [Zugriff am 9. Februar 2018].

SCIEU-Team
SCIEU-Teamhttps://www.ScientificEuropean.co.uk
Scientific European® | SCIEU.com | Bedeutende Fortschritte in der Wissenschaft. Auswirkungen auf die Menschheit. Inspirierende Köpfe.

ABONNIEREN SIE UNSEREN NEWSLETTER

Aktualisierung mit den neuesten Nachrichten, Angeboten und Sonderankündigungen.

- Werbung -

Beliebteste Artikel

Durch Impfung induzierte Neutralisierung von Antikörpern kann Schutz vor einer HIV-Infektion bieten

Die Forschung zeigt, dass neutralisierende Antikörper, die durch ...

Wie kompensierende Innovatoren dazu beitragen könnten, die Sperrung aufgrund von COVID-19 aufzuheben

Für eine schnellere Aufhebung des Lockdowns müssen die Innovatoren oder Unternehmer...

Ein Update zum Verständnis der nichtalkoholischen Fettlebererkrankung

Studie beschreibt einen neuartigen Mechanismus, der am Fortschreiten von...
- Werbung -
99,738FansLike
69,696VerfolgerFolgen
6,319VerfolgerFolgen
31AbonnentenAbonnieren